专利名称：用于热源温度在60℃至130℃之间的吸收式热循环系统的工作物质对的利记博彩app
技术领域：
本发明属于新能源技术利用领域，尤其涉及一种用于热源温度在60°C至130°C之间的吸收式热循环系统的工作物质对。
背景技术：
吸收式热循环系统包括吸收式热泵、吸收式制冷机和吸收式热转换器等，是一种利用低品位热源，实现将热量从低温热源向高温热源泵送的循环系统。它主要是利用天然气、太阳能、地热能、工业余热和废热等作为驱动力，只需要耗费很少量的电能而达到制冷或制热的目的，是回收利用低温位热能的有效装置，具有节约能源、保护环境的双重作用。
目前，这种技术仍然没有得到最广泛的应用，主要的原因是未能找到安全、高效、合理的工作物质对。目前主要使用的系统有溴化锂/水系统和氨/水系统，但这两种体系具有严重的缺陷。溴化锂/水系统在低温时溴化锂可能析出，堵塞管道、阀门等，容易导致设备的损坏、效率的下降，这样溴化锂的浓度只能保持在一定范围内，脱气范围减少，同时溴化锂水溶液对系统的腐蚀性较强；氨/水系统由于吸收物水的蒸汽压较高，必须进行工作物和吸收物的分离，从而导致总效率降低，同时氨有毒，氨水对设备具有一定的腐蚀性。迄今为止研究的工作物质对有如下几个方面的缺点1)工作物在吸收物中溶解度过低；2)吸收物蒸汽压过高，易挥发；3)在研究的整个温度范围内，吸收物粘度过大或是出现结晶等问题，影响系统的循环；4)对设备存在腐蚀。一些高沸点、低饱和蒸汽压、低粘度的有机液体作为吸收式热循环系统的吸收物时，其对设备一般无腐蚀，但吸收式热循环系统运行温度较高时有机液体仍然会出现工作物和吸收物分离的问题。离子液体具有独特的物理化学性质几乎没有蒸气压(因此不形成共沸物)，不可燃性，很高的热稳定性(在300°C甚至400°C不分解)，宽液相范围(_60°C至400°C为液相)，对某些工作物有很好的溶解性。但由于阴阳离子之间存在很强的氢键和范德华力，常温下离子液体的粘度通常比较大，意味着较高的传质阻力和输运功耗。因此综合利用上述两类液态物质的特殊性质有可能将其应用在新型吸收式热循环系统吸收物的设计和研发上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于热源温度在60°C至130°C之间的吸收式热循环系统的工作物质对，该工作物质对的吸收物对工作物溶解性好、吸收物不易挥发、吸收物粘度较小，并且对设备无腐蚀，无毒。本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为
用于热源温度在60°C至130°C之间的吸收式热循环系统的工作物质对，其特征在于，所述工作物质对由工作物和吸收物组成，所述工作物选自氟代烷烃、氟代烯烃、氟代醚、非取代烷烃、或烯烃中的一种或两种以上的混合物；所述吸收物为由质量百分比为1%_50%的离子液体和50%-99%有机液体所组成的混合液体，所述工作物和吸收物在20至80°C的温度下混溶。上述方案中，所述氟代烷烃为一氟甲烷、二氟甲烷、三氟甲烷、四氟甲烷、一氟乙烷、1，I-二氟乙烷、1，I, I-三氟乙烷、1，I, 1,2-四氟乙烷、1，1,2, 2-四氟乙烷、五氟乙烷、或全氟乙烷；所述氟代烯烃为一氟乙烯、1，I-二氟乙烯、1，2-二氟乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯、一氟丙烯、1，3- 二氟丙烯、1，I- 二氟丙烯、3，3- 二氟丙烯、1，I, 3-三氟丙烯、1，2，3-三氟丙烯、1，3，3-三氟丙烯、1，I, 2-三氟丙烯、2，3，3-三氟丙烯、3，3，3-三氟丙烯、1，2，3，3-四氟丙烯、1，I, 3，3-四氟丙烯、1，I, 2，3-四氟丙烯、1，3，3，3-四氟丙烯、2，3，3，3-四氟丙烯、1，I, 2，3，3-五氟丙烯，1，I, 3，3，3-五氟丙烯，1，2，3，3，3-五氟丙烯、或六氟丙烯；所述氟代醚为一氟-甲氧基甲烷、1，I-二氟甲醚、1，2-二氟甲醚、1，I, I-三氟甲醚、1，I, 2-三氟甲醚、1，1,3, 3-四氟甲醚、1，I, 1,3-四氟甲醚、1，I, 1,3, 3-五氟甲醚、六氟甲醚、一氟-乙氧基甲烧、1_氟_1_甲氧基乙烧、1_氟_2_甲氧基乙烧、二氟甲氧基乙烧、2，2- 二氟乙基甲基醚、2，2，2-三氟乙基甲基醚、三氟甲氧基乙烷、五氟乙氧基甲烷、三氟甲基-三氟甲氧基甲烷、或全氟甲乙醚；所述非取代烷烃为甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、或异丁烷；所述烯烃为乙 烯、丙烯、异丁烯、或正丁烯。上述方案中，所述吸收物满足以下条件，其中25°C，一个标准大气压下的饱和蒸汽压< lOOPa，优选饱和蒸汽压< 50Pa，特别优选饱和蒸汽压< 30Pa ;20°C，一个标准大气压下的粘度< 300mPa · s,优选粘度< 200mPa · s,特别优选粘度< IOOmPa · s ;在一个标准大气压下及20°C至150 V的温度范围内均为液态，优选在O°C至180 V的温度范围内均为液态，特别优选在_20°C至200°C的温度范围内均为液态。上述方案中，所述离子液体为满足如下通式IJI或Ι.Π的盐
[C]n+[A]n_(I)
[C1] +[C2] +[A]2-(II a)
[C1] +[C2] +[C3] +[A]3-(II b)
[C1]+ [C2] + [C3] + [C4] +[A]4-(II c)
[C1]+ [C2] + [C3] +[M1] +[A]4_(III a)
[C1]IC2J + [M1] +[M2] +[A]4-(III b)
[C1]IM1J + [M2] +[M3] +[A]4-(III c)
[C1] + [C2] + [M1] + EA]3-(III d)
[C1] +[M1] + [M2] + EA]3-(III e)
[C1] +[M1] +[A]2-(III f)
[C1] +[C2] +[M4]2+[A]4-(III g)
[C1] +[M1] +[M4]2+[A]4-(III h)
[C1] +[M4]2+[A]3-(III i)
[C1] +[M5]3+[A]4-(III j)其中[c] +、[C1]\ [C2]\ [C3]+或[C4]+为季铵盐阳离子、季鱗盐阳离子、咪唑阳离子、批啶阳离子、吡咯烷阳离子、吗啉阳离子、或哌啶阳离子；[A]n_为一价至四价的阴离子，[MJ+、[M2]+、[M3]+为一价金属阳离子，[M4]2+为二价金属阳离子，[M5]3+为三价金属阳离子，η为I、2、3或4;对于上述通式(III)所述的金属离子[MJ+、[M2]\ [M3]\ [Mj2\ [M5]3+优选元素周期表中 I Α、ΙΙΑ 族元素以及 Cr3+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Ag+、Zn2+、或 Al3+。上述方案中，所述离子液体的阳离子[C]+、[C1]\ [C2]\ [C3]+、或[C4]+为以下结构以及包含这些结构的低聚物
季铵盐阳离子
权利要求
1.用于热源温度在60°c至130°C之间的吸收式热循环系统的工作物质对，其特征在于，所述工作物质对由工作物和吸收物组成，所述工作物选自氟代烷烃、氟代烯烃、氟代醚、非取代烷烃、或烯烃中的一种或两种以上的混合物；所述吸收物为由质量百分比为1%_50%的离子液体和50%-99%有机液体所组成的混合液体，所述工作物和吸收物在20至80°C的温度下混溶。
2.如权利要求I所述的工作物质对，其特征在于，所述氟代烷烃为一氟甲烷、二氟甲烷、三氟甲烷、四氟甲烷、一氟乙烷、1，I- 二氟乙烷、1，I, I-三氟乙烷、1，I, I, 2-四氟乙烷、1，1,2, 2-四氟乙烷、五氟乙烷、或全氟乙烷；所述氟代烯烃为一氟乙烯、1，I-二氟乙烯、1，2- 二氟乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯、一氟丙烯、1，3- 二氟丙烯、1，I- 二氟丙烯、3，3- 二氟丙烯、1，I, 3- 二氟丙烯、1，2, 3- 二氟丙烯、1，3, 3- 二氟丙烯、1，I, 2- 二氟丙烯、2，3, 3- 二氟丙烯、3，3，3-三氟丙烯、1，2，3，3-四氟丙烯、1，1,3, 3-四氟丙烯、1，1，2，3-四氟丙烯、1，3，3，3-四氟丙烯、2，3，3，3-四氟丙烯、1，1,2, 3，3-五氟丙烯，1，1,3, 3，3-五氟丙 烯，1，2，3，3，3-五氟丙烯、或六氟丙烯；所述氟代醚为一氟-甲氧基甲烷、1，I- 二氟甲醚、1，2-二氟甲醚、1，I, I-三氟甲醚、1，1，2-三氟甲醚、1，1,3, 3-四氟甲醚、1，1，1，3-四氟甲醚、1，I, I, 3, 3-五氟甲醚、六氟甲醚、一氟-乙氧基甲烧、I-氟-I-甲氧基乙烧、I-氟_2_甲 氧基乙烷、二氟甲氧基乙烷、2，2- 二氟乙基甲基醚、2，2，2-三氟乙基甲基醚、三氟甲氧基乙烷、五氟乙氧基甲烷、三氟甲基-三氟甲氧基甲烷、或全氟甲乙醚；所述非取代烷烃为甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、或异丁烷；所述烯烃为乙烯、丙烯、异丁烯、或正丁烯。
3.如权利要求I任一项所述的工作物质对，其特征在于，所述吸收物满足以下条件，其中25°C，一个标准大气压下的饱和蒸汽压彡IOOPa ;20°C，一个标准大气压下的粘度(300mPa · s ;在一个标准大气压下及20°C至150°C的温度范围内均为液态。
4.如权利要求I至3任一项所述的工作物质对，其特征在于，所述离子液体为满足如下通式I、11或III的盐 [C]n+[A]n_(I) [C1] +[C2] +[A]2-(II a) [C1] +[C2] +[C3] +[A]3-(II b)[C1]+ [C2] + [C3] + [C4] +[A]4-(II c)[C1]+ [C2] + [C3] +[M1] +[A]4_(III a)[C1]+ [C2] + [M1] +[M2] +[A] 4_(III b)[C1]+ [M1]+ [M2] + [M3] +[A]4—(III c) [C1]IC2J + [M1] +[A]3-(III d) [C1]IMJ + [M2] +[A]3-(III e) [C1]+ [M1] +[a]2-(III f) [C1] +[C2] +[M4]2+[A]4-(III g) [C1] +[M1] +[M4]2+[A]4-(IIlh) [C1] +[M4]2+[A]3-(III i)[C1] +[M5]3+[A]4-(III j) 其中[c] +、[C1]\ [C2]\ [C3]+或[C4]+为季铵盐阳离子、季鱗盐阳离子、咪唑阳离子、批啶阳离子、吡咯烷阳离子、吗啉阳离子、或哌啶阳离子；[A]n_为一价至四价的阴离子，[MJ+、[M2]+、[M3]+为一价金属阳离子，[M4]2+为二价金属阳离子，[M5]3+为三价金属阳离子，η为I、·2、3 或 4。
5.如权利要求4所述的工作物质对，其特征在于，所述离子液体的阳离子[C]+、[C1]\[C2]\ [C3]+、或[C4]+为以下结构以及包含这些结构的低聚物 季铵盐阳离子
6.如权利要求4或5所述的工作物质对，其特征在于 所述季铵盐阳离子为四甲基铵、丁基三甲基铵、苄基三甲基铵、三甲基羟乙基铵、十二烷基三甲基铵、十六烷基三甲基铵、十八烷基三甲基铵、三乙基铵、苄基三乙基铵、四乙基铵、四丙基铵、四丁基铵、四辛基铵、三辛基甲基铵、或四甲基胍鎗; 所述季鱗盐阳离子为三丁基甲基鱗、三丁基乙基鱗、四丁基鱗、三丁基己基鱗、三丁基羊基鱗、二丁基癸基鱗、二丁基十_■烧基鱗、二丁基十四烧基鱗、二丁基十八烧基鱗、或四苯基鱗； 所述咪唑阳离子为I-甲基咪唑鎗、I-乙基咪唑鎗、I-丁基咪唑盐、I-辛基咪唑鎗、I-十二烷基咪唑鎗、I-十四烷基咪唑鎗、I-十六烷基咪唑鎗、1，3- 二甲基咪唑鎗、I-乙基-3甲基咪唑鎗、I-丙基-3甲基咪唑鎗、I-丁基-3-甲基咪唑鎗、I-戊基-3-甲基咪唑鎗、I-己基-3-甲基咪唑鎗、I-庚基-3-甲基咪唑鎗、I-辛基-3-甲基咪唑鎗、I-癸基-3-甲基咪唑鎗、I-十二烷基-3-甲基咪唑鎗、I-十四烷基-3-甲基咪唑鎗、I-十六烷基-3-甲基咪唑鎗、I-乙烯基-3-甲基咪唑鎗、I-丙基-3-乙基咪唑鎗、I-丁基-3-乙基咪唑鎗、I-戊基-3-乙基咪唑鎗、I-己基-3-乙基咪唑鎗、I-庚基-3-乙基咪唑鎗、I-辛基-3-乙基咪唑鎗、I-癸基-3-乙基咪唑鎗、I-十二烷基-3-乙基咪唑鎗、I-十四烷基-3-乙基咪唑鎗、I-十六烷基-3-乙基咪唑鎗、I-乙烯基-3-乙基咪唑鎗、I-十二烷基-3- 丁基咪唑鐵、I-十四烧基_3_ 丁基味卩坐鐵、1_十TK烧基_3- 丁基味卩坐鐵、1_乙稀基_3_ 丁基味P坐鎗、I-十二烷基-3-辛基咪唑鎗、I-十四烷基-3-辛基咪唑鎗、I-十六烷基-3-辛基咪唑鎗、I-乙烯基-3-辛基咪唑鎗、1，2，3-三甲基咪唑鎗、I-乙基-2，3- 二甲基咪唑鎗、I- 丁基-2，3- 二甲基咪唑鎗、I-己基-2，3- 二甲基咪唑鎗、I-辛基-2，3- 二甲基咪唑鎗、I-十二烷基-2，3- 二甲基咪唑鎗、I-十四烷基_2，3- 二甲基咪唑鎗、I-十六烷基_2，3- 二甲基咪唑鎗、或I- 丁基-3-甲基苯并咪唑鎗； 所述吡啶阳离子为I-甲基吡啶鎗、I-乙基吡啶嗡、I-丁基吡啶鎗、I-辛基吡啶鎗、I-十二烷基吡啶鎗、I-十四烷基吡啶鎗、I-十六烷基吡啶鎗、1，2_ 二甲基吡啶鎗、I-己基-2甲基卩比唳鐵、I-羊基-2-甲基卩比唳鐵、I-十二烧基_2_甲基卩比唳鐵、I-十四烧基_2_甲基吡啶鎗、I-十六烷基-2-甲基吡啶嗡、I-甲基-2乙基吡啶嗡、1，2-二乙基吡啶鎗、I-丁基-2_乙基卩比淀鐵、1_己基_2_乙基卩比淀卩翁、1_十_■烧基-2-乙基卩比淀鐵、1_十四烧基-2-乙基吡啶嗡、I-十六烷基-2-乙基吡啶鎗、1,2-二甲基-5-乙基吡啶嗡、1,5-二乙基_2_甲基卩比淀卩翁、1_ 丁基甲基-3乙基卩比淀卩翁、I-己基-2-甲基_3-乙基卩比淀卩翁、1_ 丁基-4-甲基卩比淀鐵、I-己基_4_甲基卩比淀B翁、1_羊基_4_甲基卩比淀鐵、I-丁基-3_甲基卩比淀鐵、1_己基_3_甲基卩比卩定鐵、或I-羊基-3-甲基卩比卩定鐵； 所述吡咯烷阳离子为1，I-二甲基吡咯烷鎗、1，I-丁基-甲基吡咯烷鎗、1，I-丙基-甲基吡咯烷鎗、或1，I-乙基-甲基吡咯烷鎗； 所述吗啉类阳离子为1，I-二甲基吗啉鎗、1，I-甲基-乙基吗啉鎗、1，I-甲基-丙基吗琳鐵、或1，I-甲基_ 丁基吗琳鐵； 所述哌啶阳离子为1，I-二甲基哌啶鎗、1，I-甲基-乙基哌啶鎗、1，I-甲基-丙基哌啶鎗、或1，1-甲基-丁基哌啶鎗； 所述阴离子为 PF6'BF4'CF3SO3' (CF3SO3)具、CH3C02'HCO3'SO42'NO3'NO2'SO42'BO33'MnO4' HBO32' H2BO3' SiO44' CN_、SCN_、HSO4' HSO3' P043—、HPO42' H2PO4' CH3OSO3' C2H5OSO3'CuCl2' Cl—、Br—、S2—、HS—、I—、F_、AlCl4' SbF6' HCF2CF2SO3' CF3CHFCF2S03_、HCC1FCF2S03_、(CF3SO2) 2N\ (CF3SO2) 3Γ、CF3CO2' Al2C V、或 BC1”
7.如权利要求I至5任一项所述的工作物质对，其特征在于，所述有机液体满足以下条件25°C的饱和蒸汽压彡150Pa ;20°C及一个标准大气压下的粘度彡IOOmPa · s ;在一个标准大气压下及20°C至150°C的温度范围内均为液态。
8.根据权利要求7所述的工作物质对，其特征在于，所述有机液体为乙二醇醚类有机液体、醇类有机液体、吡咯烧酮类有机液体、酯类有机液体、或胺类有机液体中的一种或者两种以上的混合。
9.根据权利要求8所述的工作物质对，其特征在于， 所述乙二醇醚类有机液体包括二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单丙醚、三乙二醇单丁醚、四乙二醇单甲醚、四乙二醇单丙醚、四乙二醇单丙醚、四乙二醇单丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇二甲醚、三乙二醇二乙醚、三乙二醇二丙醚、三乙二醇二丁醚、四乙二醇二丙醚、四乙二醇二甲醚、四乙二醇二乙醚、四乙二醇二丁醚、乙二醇单丁醚、乙二醇苯醚、乙二醇二丁醚、或丙二醇苯醚中的一种或者两种以上的混合； 所述醇类有机液体包括二乙二醇、三乙二醇、苄醇、2-乙基己醇、糠醇、二丙酮醇、甲基己醇、丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、1，4- 丁二醇、1，3- 丁二醇、1，5-戍二醇、1，2-戍二醇、或苯甲醇中的一种或者两种以上的混合； 所述吡咯烷酮类有机液体包括1，3-二甲基-2 -吡咯烷酮、1，5-二甲基-2 -吡咯烷酮、N-甲基-2 -吡咯烷酮、N -乙基-2 -吡咯烷酮、N -丙基-2 -吡咯烷酮、N -丁基-2 -吡咯烷酮、N -戊基-2 -吡咯烷酮、N -己基-2 -吡咯烷酮、N -庚基-2-吡咯烷酮、N -辛基-2 -吡咯烷酮、或N-乙烯基吡咯烷酮中的一种或者两种以上的混合； 所述酯类有机液体包括邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、邻苯二甲酸二异丙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、丙二酸二甲酯、己二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、乳酸乙酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、乙酸-2- 丁氧基乙酯、水杨酸乙酯、乙酰乙酸乙酯、甲氧基二乙二醇乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、二乙二醇二乙酸酯、三乙二醇二乙酸酯、二乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、乙酸环己酯、乙酸-2-乙基丁酯、乙酸糠酯、Y - 丁内酯、柠檬酸三丁酯、碳酸丙烯酯、乳酸戊酯、碳酸丁烯酯、己二酸二异丁酯、丁二酸二异丁酯、醋酸异辛酯、苯甲酸异丙酯、磷酸三丁酯、草酸二丁酯、草酸二戊酯、乳酸正丁酯、乙酸苄酯乙酸甲基环己酯、或醋酸异丁酯中的一种或者两种以上的混合； 所述胺类有机液体包括苯胺、N, N-二甲基苯胺、辛胺、乙醇胺、二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、N，N- 二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、N-甲基己内酰胺、或羟乙基乙二胺中的一种或者两种以上的混合； 所述有机液体还可以为1，3- 二甲基-2-咪唑烷酮、N-乙酰基-2-咪唑烷酮、乙基四氢化呋喃醚、甲基四氢化呋喃醚、丙基四氢化呋喃醚、或丁基四氢化呋喃醚。
10.根据权利要求I所述的工作物质对，其特征在于，所述吸收式热循环系统包括吸收式热泵、吸收式制冷系统、或吸收式热转换器。
全文摘要
本发明提供一种用于热源温度在60℃至130℃之间的吸收式热循环系统的工作物质对。该工作物质对由工作物和吸收物组成。该工作物选自氟代烷烃、氟代烯烃、氟代醚、非取代烷烃、或烯烃中的一种或两种以上的混合物。该吸收物为由质量百分比为1%-50%的离子液体和50%-99%有机液体所组成的混合液体。该工作物和吸收物在20至80℃的温度下混溶。该工作物质对克服了传统工作物质对的一些缺点，具有无毒、安全、对环境友好等特点。
文档编号C09K5/04GK102965082SQ20121050022
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者程寒松, 韩超群, 郑敏, 张大鹏 申请人:中国地质大学(武汉)